并联型有源电力滤波器补偿混合型非线性负载谐波放大的的研究.doc

PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 1 PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT II PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT I硕 士 学 位 论 文 并联型有源电力滤波器补偿混合型非线性负载谐波放大的研究 Study of Harmonic Current Amplification of Hybrid Nonlinear Loads Under Compensation by Shunt Active Power Filter eq \o\ad(专业名称,　　　　　　　　　)：电力系统及其自动化 eq \o\ad(研究方向,　　　　　　　　　)：微电网的建模与仿真 二〇一五年五月摘要随着电力电子技术的发展，越来越多的开关器件被应用到各种电器和设备中去，而包含这些设备的负载被称为非线性负载，非线性负载又可以分为电压型非线性负载和电流型非线性负载。非线性负载在的运行会产生大量的谐波电流，这些谐波电流最终会注入电网中去，而并联型有源电力滤波器可以用来补偿电压型非线性负载，而串联型有源电力滤波器可以用来补偿电压型非线性负载。由于在实际中串联型有源电力滤波器结构复杂，造价较高，没有被普遍和大量的应用，主要应用的有源电力滤波器为并联型有源电力滤波器，而并联型有源电力滤波器补偿电压源型非线性负载时会使负载的谐波电流放大，并影响电网的电流波形的质量。本文介绍了不同的谐波电流检测方法，同时对不同的谐波电流控制策略进行了简述和对比，选取了PR控制作为并联型有源电力滤波器的控制方法。对并联型有源电力滤波器的模型进行了对比和分析，主要分析了开关函数模型，动态相量模型以及输出阻抗模型。并选择输出阻抗模型对并联型有源电力滤波器进行分析。通过分析并联型有源电力滤波器的输出阻抗模型，得出影响并联型有源电力滤波器补偿混合型非线性负荷效果的参数为电压源型非线性负载的等效阻抗，并采用串联电感的办法提高其等效阻抗模值，以减小和抑制谐波电流在负载中的放大。通过分析容性负荷引起的谐波电流放大现象，采用虚拟并联阻抗的方法抑制系统的谐振。根据理论分析的结果，在Matlab/Simulink里搭建混合型非线性负荷模型，设置不同的相关仿真参数，分别进行仿真。通过观察电网电流和负载电流的波形和谐波含量，来验证理论分析的正确性和抑制方法的有效性。仿真结果表明在负载交流侧串联适当大小的电感可以起到极大抑制电压源型非线性负载中谐波电流的放大，通过并联虚拟阻抗的方法可以抑制包含容性负荷的非线性负载的谐波电流放大现象，仿真的结果与理论分析基本一致,验证了分析的正确性和所提出方法的有效性。关键词：有源电力滤波器；电压型非线性负载；电流型非线性负载；谐波放大；Abstract With the development of power electronics technology, more and more of the switching device is applied to a variety of appliances and equipments,which are called non-linear loads, nonlinear load can be divided into voltage-source type nonlinear load and current-source type nonlinear load . The operation of non-linear load will generate a lot harmonic currents, these harmonic currents will eventually be injected into the power grid, and shunt active power filter can be used to compensate for current source non-linear load , and series active power filters can be used to compensate for the voltage source type nonlinear load. Because of the complex structure,and high cost of the series active power filter it have not been widely used, the main application of the active power filter